Инженерно-геологические изыскания при разведке месторождений полезных ископаемых и изыскания при проектировании, строительстве и эксплуатации горных предприятий

Инженерно-геологические исследования проводят на разных стадиях геологической разведки месторождения полезного иско­паемого. Изыскания выполняют при проектировании горного предприятия, егостроительстве и эксплуатации. На стадии поисков специальные инженерно-геологические исследования не проводят. Инженерно-геологические условия в соответствую­щем разделе геологического отчета характеризуют на основе данных геологической съемки, дополненных сведениями, полученными в ходе анализа накопленной информации.

Цель предварительной разведки месторождения полезного ископаемого (МПИ) заключается в выявлении месторождения как объекта промышленности, в получении данных для разработки временных кондиций на полезное ископаемое и для проработок технико-экономического характера определяющих возможность, сроки возведения и тип горного предприятия (способ добычи полезного ископаемого – открытый, подземный, геотехнологический). Инженерно-геологические исследования являющиеся частью геологических, выполняемые в рамках предварительной разведки, должны дать информацию нужную для укрупненной проработки технологических решений при состав­лении проекта временных кондиций; определить главные воп­росы инженерно-геологического изучения МПИ на стадии его детальной разведки. Характеристику инженерно-геологических условий новых МПИ, расположенных в слабоосвоенных рай­онах, составляют на основе материалов комплексной геологи­ческой съемки среднего масштаба (1:100000—1:200 000). Если материалы отсутствуют, то проводят инженерно-геологическую рекогносцировку района месторождения. Главная цель рекогно­сцировки заключается в обнаружении проявлений экзогенных геологических процессов, которые могут осложнить условия строительства горного предприятия и эксплуатации МПИ. В процессе рекогносцировки должна быть выявлена необходи­мость в проведении инженерно-геологической съемки террито­рии МПИ. Кроме маршрутного обследования района место­рождения рекогносцировка может включать проведение в небольшом объеме горно-буровых работ специально для решения инженерно-геологических вопросов, инженерно-геологического опробования пород на участках проявления ЭГП.

При проведении исследований и анализе инженерно-геологи­ческих условий следует опираться на всю геологическую инфор­мацию, получаемую при предварительной разведке месторожде­ния. Отчетные материалы кроме обычно рассматриваемых ком­понентов инженерно-геологических условий должны содержать данные о пространственной изменчивости главнейших компонен­тов инженерно-геологических условий, определяющих оценку территории и ее районирование, применительно к условиям освоения МПИ, достаточные для заключения об оптимальном с инженерно-геологической точки зрения способе разработки месторождения (открытом, подземном, геотехнологическом, о возможном развитии в ходе строительства горного пред­приятия и эксплуатации месторождения инженерно-геологиче­ских процессов и необходимости разработки защитных мероприятий.

Цель детальной, разведки состоит в получении данных, необходимых для разработки постоянных кондиции, обеспечивающих правильную геолого-экономическую оценку запасов минерального сырья в недрах и проведение проработок, связанных с проектированием горнодобывающих предприятий, планиро­ванием горно-эксплуатационных работ и охраной недр [23]. Инженерно-геологическая информация, получаемая при деталь­ной разведке МПИ, используется для обоснования постоян­ных кондиций и разработки проекта горного предприятия. Инженерно-геологические исследования, входящие в состав геологических работ по детальной разведке, включают прове­дение инженерно-геологической съемки района месторождения масштаба 1:25 000—1:50 000. Съемку проводят, если район по инженерно-геологическим условиям является сложным или средней сложности (при разработке месторождения ожидается развитие инженерно-геологических процессов, требующих при­менения специальных мероприятий по повышению устойчивости пород, их осушению или др.). Инженерно-геологическая съемка кроме общей оценки инженерно-геологических условий освое­ния района должна исчерпывающе осветить вопрос об усло­виях разработки полезного ископаемого: открытый или подзем­ный способ, устойчивость пород в стенках (кровле) выработок, откосах, обводненность пород и ее пространственная измен­чивость, ожидаемые инженерно-геологические процессы и за­щитные мероприятия. Инженерно-геологическую съемку прово­дят на основе данных геологической и гидрогеологической съемок. В состав инженерно-геологической съемки входит обсле­дование горных выработок (шахт, карьеров) эксплуатируемых месторождений с целью изучения их инженерно-геологических условий, в особенности условий устойчивости пород в выра­ботках и инженерно-геологических процессов, развивающихся при эксплуатации. Обследование горных предприятий позволяет выбрать объект — аналог исследуемого месторождения (для разработки инженерно-геологического прогноза методом геоло­гического подобия). Обследованию должно предшествовать тщательное изучение накопленной и оперативной (получаемой при эксплуатационной разведке) геолого-маркшейдерской и инженерно-геологической информации. Разведочные выработки, в том числе разведочные штольни, буровые скважины и другие, реализуемые в процессе геологической разведки месторожде­ния, должны подробно документироваться и опробоваться не только с точки зрения геологической (выяснение условий зале­гания тела полезного ископаемого, химико-минералогические и технологические исследования руды), но и инженерно-геологической и гидрогеологической.

В процессе проходки скважин проводят наблюдения за процентом выхода керна, его трещиноватостью, рассланцеванием, кусковатостью, устойчивостью пород в скважинах, относительной скоростью бурения разных пород; провалами бурового инструмента, потерями промывочной жидкости; вскрытием водоносных горизонтов, колебаниями уровней воды; химическим (периодический отбор проб воды и их исследование экспресс-методами) и температурой. Помимо наблюдений и опробования в скважинах проводят геофизические измерения электро-, гамма-, гамма-гамма-каротажи, кавернометрию резистивиметрию. По данным каротажей уточняют разрез и опре­деляют показатели свойств пород (прочность, плотность, пористость). Проводят отбор образцов пород, особенно вмещаю­щих тело полезного ископаемого, и руд из горных выработок и скважин для определения классификационных показателей и показателей прочности в лабораторных условиях. Все горные выработки (и керн буровых скважин) документируют с целью характеристики инженерно-геологических условий.

Отдельные выработки располагают в местах, интересных с точки зрения характеристики инженерно-геологических условий. В ходе детальной разведки месторождения для оценки прочностных и деформационных свойств применяют полевые методы (эталонный молоток, определение крепости породы в приборе ПОК, метод определения контактной прочности и др.). Особое внимание при этом должно уделяться испытаниям пород, свойства которых
будут определять устойчивость выработок при эксплуатации месторождения. Если месторождение обводнено и его освоение потребует осуществления специальных мероприятий (например, осушения), то проводят опытные откачки для получения данных, нужных при расчетах гидрогеологических процессов и проектировании мероприятий. При необходимости решения таких вопросов, как установление мощности рыхлых отложений (рельефа кровли коренных пород), трещиноватости и степени сохранности скальных пород, трассирования линейных кор выветривания, разломов и зон тектонического дробления, определения прочности и упругих характеристик пород, в состав разведки включают геофизические методы: сейсморазведку, электроразведку, ультразвуковой каротаж скважин. Проектирование горнодобывающего предприятия ведут в две стадии: проект и рабочую документацию. Изыскания для обоснования проектах заключаются в проведении предварительной инженерно-геологической разведки территории месторождения и той части территории вне его границ, которая будет осваиваться в связи с разработкой месторождения (этап IIб). В результате проведения горно-буровых работ, опытных инженерно-геологических и гидрогеологических работ и опробования должны быть получены данные для решения инженерной задачи. Которая заключается в установлении типа и конструкции сооружений, на основании проведения расчетов инженерно-геологических процессов; разработке компоновочного решения, определяющего размещение сооружений горного предприятия (карьеров, подъездных путей, эксплуатационных шахт, квершлагов, подъемных сооружений, отвалов, околошахтных соору­жений и др.); разработке проекта строительных и горных работ и проекта защитных мероприятий.

На стадии рабочей документации инженерная задача состоит в окончатёльном расчёте основания (среды) сооружения, раз­работке детальных конструктивных решений каждого сооруже­ния; окончательном составлении проекта ведения строитель­ства. Изыскания для обоснования РД заключаются в проведе­нии детальной инженерно-геологической разведки в пределах сферы взаимодействия каждого сооружения (III этап). Работы размещают по расчетным сечениям сферы взаимодействия сооружений. Методика инженерно-геологических работ рассмот­рена выше.

При разработке месторождения ведут эксплуатационную разведку, в которую входит проведение инженерно-геологиче­ских и гидрогеологических работ. По содержанию и методике проведения эти работы полностью соответствуют оперативной инженерно-геологической разведке, проводимой при строитель­стве ответственных, например гидротехнических, сооружений, поэтому здесь они не рассматриваются. Напомним только, что их главная цель — получение инженерно-геологической и гидро­геологической информации, нужной для уточнения прогнозов и разработки мероприятий, обеспечивающих оптимизацию методов разработки месторождения и охрану геологической среды.

Дата добавления: 2014-01-03